敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)垂直連桿與機(jī)構(gòu)箱表面防雨水護(hù)套的研制

國(guó)網(wǎng)青海超高壓公司 馬 堅(jiān)

1 引言

變電站敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)的垂直連桿與機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸在機(jī)構(gòu)箱表面的密封中，會(huì)有雨水漫滲、倒流等問(wèn)題，這不但會(huì)導(dǎo)致垂直連桿與機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸處產(chǎn)生生銹，導(dǎo)致鋼管強(qiáng)度降低等問(wèn)題。與此同時(shí)，雨水還會(huì)侵入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、輔助開(kāi)關(guān)等元件，導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)直接接地信號(hào)，甚至還會(huì)燒壞內(nèi)部元件。在常規(guī)的維修工作中，如果是帶著電氣設(shè)備的立式傳動(dòng)裝置，則需要將立式傳動(dòng)裝置拆下，這是一項(xiàng)很困難的工作，也是一項(xiàng)很有風(fēng)險(xiǎn)的工作。

2 研制背景

根據(jù)電網(wǎng)公司的要求，電氣設(shè)備的機(jī)構(gòu)箱必須達(dá)到IP55的防水防塵級(jí)別。但是，在對(duì)全站設(shè)備機(jī)構(gòu)箱、端子箱進(jìn)行整改排查的時(shí)候，仍有一些設(shè)備機(jī)構(gòu)箱的密封性能存在著顯著的問(wèn)題。這種機(jī)械盒因其成本和防濕性能不夠理想，在噴雨測(cè)試時(shí)很難滿(mǎn)足電力公司對(duì)其防水、防塵性能的要求。盡管經(jīng)過(guò)改造后，大多數(shù)機(jī)械箱都具備了良好的密封能力，但是仍然有一些機(jī)械箱中有移動(dòng)的零件，其防水能力并沒(méi)有得到提高，這對(duì)裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)了很大威脅，室外的隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱的受潮狀態(tài)如圖1所示。

圖1 戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱受潮情況

對(duì)裝備敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)相對(duì)較多的三個(gè)變電站進(jìn)行了機(jī)構(gòu)箱數(shù)量、受潮數(shù)量及因受潮產(chǎn)生的故障次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中機(jī)構(gòu)箱受潮原因絕大多數(shù)為隔離開(kāi)關(guān)操作桿處，因存在旋轉(zhuǎn)活動(dòng)機(jī)構(gòu)，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行與分合運(yùn)動(dòng)中，操作桿與箱體接縫增大，導(dǎo)致在雨雪天氣，水分從接縫處侵入機(jī)構(gòu)箱，使機(jī)構(gòu)箱受潮。戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱受潮情況與故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱受潮情況與故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

3 防雨水護(hù)套的研制

3.1 防雨水護(hù)套的結(jié)構(gòu)

此次研發(fā)的防雨護(hù)套，是在絕緣開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱的傳動(dòng)桿上安裝一套傘狀的防雨護(hù)套（傘狀的防雨護(hù)套的制造條件不能對(duì)絕緣開(kāi)關(guān)傳動(dòng)桿的正常機(jī)械傳動(dòng)造成任何影響），利用雨傘的巧妙的力學(xué)原理來(lái)改變雨水的流向，從而實(shí)現(xiàn)了避水法。另外，在斷路器機(jī)械箱體面的驅(qū)動(dòng)桿附近，形成一個(gè)圓筒狀的防水圓環(huán)，該圓環(huán)設(shè)置在防水套管內(nèi)，防水套管為一個(gè)容易裝配的子母接頭。只有將防水護(hù)罩與防水圓環(huán)結(jié)合起來(lái)，可以有效地阻止在斷電裝置機(jī)械盒表面上的積水向機(jī)械盒內(nèi)滲透，以及雨水沿著傘狀防水護(hù)罩向機(jī)械盒內(nèi)流動(dòng)，從而不會(huì)導(dǎo)致機(jī)械盒中直流系統(tǒng)接地以及交流短路[1]。

3.2 防雨水護(hù)套的設(shè)計(jì)原理及制作

戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱傳動(dòng)桿的防雨水護(hù)套，利用高溫硫化硅橡膠傘形防雨水護(hù)套改變雨水順著傳動(dòng)桿流入機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部的方向，使雨水順著高溫硫化硅橡膠傘形防雨水護(hù)套流至機(jī)構(gòu)箱表面排除；同時(shí)，與在防雨水護(hù)套內(nèi)部的高溫硫化硅橡膠泥組成的防滲水圓環(huán)相互配合，讓機(jī)構(gòu)箱表面積水無(wú)法滲入機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部。隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱傳動(dòng)桿防雨水護(hù)套如圖2所示。

圖2 隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱傳動(dòng)桿防雨水護(hù)套

此次研制的防雨水護(hù)套采用高溫硫化硅橡膠材質(zhì)，高溫硫化硅橡膠具有多種優(yōu)秀的特性。

一是高溫穩(wěn)定性：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間日曬仍會(huì)保持柔韌性、回彈性和表面硬度，且力學(xué)性能無(wú)明顯變化；

二是低溫穩(wěn)定性：高原地區(qū)冬日夜間室外氣溫最低可達(dá)到-40℃，高溫硫化硅橡膠在低溫環(huán)境中性能穩(wěn)定；

三是電氣性能：高溫硫化硅橡膠材料具有優(yōu)異的絕緣性能，具有優(yōu)秀的耐電暈性和耐電弧性；

四是物理機(jī)械性能：高溫硫化硅橡膠材料具有比普通的橡膠材料更加優(yōu)異的物理機(jī)械性能，能滿(mǎn)足伴隨機(jī)構(gòu)箱操作桿運(yùn)動(dòng)的功能；

五是化學(xué)性能：高溫硫化硅橡膠材料無(wú)毒、無(wú)味，不會(huì)在安裝中對(duì)人體造成隱形損害，并且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。高溫硫化硅橡膠材料完全滿(mǎn)足本次防雨水護(hù)套的所有性能要求。

防水護(hù)罩使用的是一種在絕緣開(kāi)關(guān)機(jī)械箱面上的傳動(dòng)桿周?chē)膱A筒狀防水護(hù)罩，并使用一種密封膠來(lái)封閉，以確保防水護(hù)罩與絕緣開(kāi)關(guān)機(jī)械箱的表面結(jié)合并有一個(gè)較好的密封，以確保不會(huì)有水從絕緣開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱面上滲透到機(jī)械箱內(nèi)；本項(xiàng)目提出了一種新型的斷開(kāi)式斷路器傳動(dòng)段防雨護(hù)套，該防雨護(hù)套系在斷路器的驅(qū)動(dòng)段，其上方的防雨護(hù)套與斷路器連成一體，其下方的防雨護(hù)套系固于變速器連桿之上，并與變速器桿法蘭相連接，以保障該防雨水護(hù)套與變速器的密封性，使雨水護(hù)套與變速器桿之間的雨滴形成一個(gè)圓形的防水圓環(huán)，且該防水護(hù)套呈傘狀，不會(huì)對(duì)斷路器正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成干擾，起到防水和防水雙重作用，可有效地解決斷路器機(jī)件盒內(nèi)部積水、潮濕等問(wèn)題。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量防雨水護(hù)套裝置尺寸見(jiàn)表2。

表2 防雨水護(hù)套裝置尺寸（單位：cm）

最終制作出此防雨水護(hù)套，實(shí)物如圖3所示。

圖3 防雨水護(hù)套實(shí)物

3.3 防雨水護(hù)套的安裝

將制作的隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱傳動(dòng)桿防雨水護(hù)套子母扣打開(kāi)，套在隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱傳動(dòng)桿上，用密封膠把防雨水護(hù)套上部與傳動(dòng)桿間的縫隙進(jìn)行密封；防雨水護(hù)套與傳動(dòng)桿法蘭面緊密粘連；機(jī)構(gòu)箱表面用高溫硫化硅橡膠泥制作與防雨水護(hù)套匹配的防滲水圓環(huán)，并包裹在防雨水護(hù)套內(nèi)部；扣上防雨水護(hù)套子母扣，并用密封膠把子母扣間的縫隙進(jìn)行完全密封，防雨水護(hù)套會(huì)隨傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了雨水不會(huì)隨傳動(dòng)桿流下而滲入機(jī)構(gòu)箱中，安裝防雨水護(hù)套應(yīng)在晴朗天氣下進(jìn)行，以保證安裝效果不會(huì)受惡劣天氣破壞。

4 應(yīng)用情況

加裝防雨水護(hù)套之后，根據(jù)《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn) R ：水試驗(yàn)方法和導(dǎo)則》中，Rb2（IPX5）浸潤(rùn)測(cè)試中，使用專(zhuān)門(mén)的噴灑裝置，對(duì)Rb2 （IPX5）浸潤(rùn)測(cè)試進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試[2-3]。密封狀況良好，加裝防雨水護(hù)套之后隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱受潮情況及故障次數(shù)見(jiàn)表3。

表3 加裝防雨水護(hù)套之后隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱受潮情況及故障次數(shù)表

經(jīng)過(guò)與表1數(shù)據(jù)比較，加裝防雨水護(hù)套后的隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部進(jìn)水受潮率大大降低，因受潮故障次數(shù)整體降低11次、隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部進(jìn)水受潮率整體率降低12%，此防雨水護(hù)套的應(yīng)用效果顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

本發(fā)明的斷路器機(jī)械盒防雨罩，是對(duì)已有的斷路器機(jī)械盒防雨罩的改進(jìn)與創(chuàng)新，與其他常見(jiàn)的斷路器機(jī)械盒防雨罩比較，有如下特點(diǎn)。

一是本發(fā)明的防雨罩制作簡(jiǎn)便，斷路器可在帶上電源時(shí)使用，方便安裝；二是只要調(diào)節(jié)防水套管或方形透水筒的直徑，即可適應(yīng)各種類(lèi)型的斷路器機(jī)械盒；三是防雨水護(hù)套采用硫化硅橡膠材料制作，成本低；四是使得連接件和防水套管的密封性更好，在室外使用時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象；五是這種防雨罩不僅可以避免將雨水從機(jī)械桿子中引入到機(jī)械箱體中，還可以避免機(jī)械箱體表面的積水從機(jī)械桿子的間隙中進(jìn)入到機(jī)械箱體中，從而實(shí)現(xiàn)了多方向的防雨。